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Construcción del diagrama Pourbaix

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Comencemos la conferencia 20. Ver en el próximo par de conferencias que vamos a discutir Pourbaixdiagram, ya hemos empezado a mirar el diagrama Pourbaix porque es un aspecto importante importante en la electroquímica. Y cuando se mira la corrosión entonces esta comprensión del diagrama Pourbaix es muy esencial. Ahora como hemos dicho que el diagrama de Pourbaix no es nada, pero la trama de estabilidad entre las diferentes fases entre la trama de E versus P H, este es el diagrama de ah Pourbaix, esto es básicamente la estabilidad diagrama.Ahora, cada vez que hablamos sobre el diagrama Pourbaix debemos entender ciertos hechos, y ¿qué son esos hechos? Una, solo consideraríamos reacciones que involucran oxígeno, H 2 O, H más, OH menos, ion metal, ion metal metal, hidróxido de metal o óxido de metal. Por lo tanto, aquí estamos hablando sólo de este tipo que serían varios óxidos complejos que involucran a estas manyespecies y recuerden que no consideraremos ninguna otra especie. Segunda parte, consideraríamos las reacciones y esas reacciones pueden ser categorizadas en etapas de reacción 4mayores una reacción, por supuesto, no se considerará, sino que indirectamente affectará la P H del sistema, pero eso no se trazará en el diagrama Pourbaix. Y ciertas reacciones sólo implican la reacción de metal y metal con cierta reacción que implicaría el ión de hidrógeno, H 2 O; esto significa, qué metal, ión metálico o hidróxido de hidróxido de metal en óxido metálico. Y ciertas reacciones involucrarían metal, H 2 O, hidrógeno ion e hidróxido de metal óxido de metal, pero entre estos 2 últimos 2 casos un caso veríamos que no hay una electrónica para esas reacciones en particular, pero otro caso tenemos la participación de electrones involvementof electrón. Por lo tanto, categorizamos esas reacciones, letus categorizamos esas reacciones de acción real una reacción por ejemplo, en el agua que alguna vez tenemos disolución de dióxido de carbono que puede reaccionar con H 2 O y forma H 2 CO 3. Por lo tanto, como he dicho que esta reacción no puede ser trazada en el diagrama de ah Pourbaix de un metal, pero en realidad siempre que tengamos esto es un ácido, este ácido tendría este es el ácido débil, pero aún así llevaría a establecer cierta P H del sistema que puede afectar la corrosion y este es un ácido típico que afecta a la corrosión de la barra de rebar; eso significa, reinforcebar en el que está básicamente incrustado en la mezcla de concreto. Pero esta reacción en particular si usted ve, no implica ah ningún metal, ninguna involvementof metal. Por lo tanto, este tipo de tipo-1 puedo decir que es una reacción tipo-1. Ahora tipo-2reaction por ejemplo, metal I can have n plus plus ne equal to M, M is the metal and nowsince I do not know what is the oxidation number then n plus for example, if it is acopper cobred plus plus going to cobre n becomes 2 Fe plus 3 going to Fe n bewes3 like that way we can have the value of n. Por lo tanto, n es básicamente nada, sino el número de oxidación. Por lo tanto, esta es una reacción en particular si se ve cuidadosamente que depende del potencial de por qué, debido a que esta reacción puede ser expresada en términos de la ecuación de Nernst, pero esta reacción en particular no implica ninguna H más ión. Por lo tanto, no se trata de esta cuestión H plus, entonces la P H de este particulariospara esta reacción en particular no tendría ningún efecto. Por lo tanto, podemos decir que esto es funcionariado potencial, pero no es una función de concentración de iones de hidrógeno. Por lo tanto, esta es la función de e, pero no una función de ión de hidrógeno o no una función de P H. Por lo tanto, si tenemos presencia de iones de hidrógeno podemos expresar en términos de P H esto lo llamamos tipo- 2. Podemos tener otra reacción por ejemplo, ah digamos que puedo tener M que puede reactwith 2 H 2 O puede ir a M OH entero 2 más 2 H más 2 e y ese tiempo n es basily2, esta es otra reacción que podemos considerar que puede suceder en el agua cuando un metal es exposición a la humedad o agua atmosférica. Así que, ahora, aquí vemos que lo tenemos aquí también podemos expresar esta reacción en particular en términos de la ecuación de Nernst RT 2F ya que el número de electrones implica para esta reducción de los procesos 2F 2 ln actividad de oxidante. Ahora aquí la parte oxidante es esta parte y la parte reductora es esta parte así que, puedo escribir esta reacción en particular en sentido inverso. Así, M OH entero 2 más 2 H más más 2 e equalto M más 2 H 2 O. Así que, ahora, aquí M tiene 2 más así que, el 2 más ir a 0. Por lo tanto, es una reducción así, este proceso de reducción que podemos expresar en términos de un M OH entero 2 un Hplus a la potencia 2, a M a H 2 O esto a no es nada, pero la actividad que puedo expresar esto en este formulario. Ahora, curiosamente esta igualdad particular una vez que expresamos en términos de la ecuación de Nernst se convierte en una función de potencial. Pero a continuación, si consideramos que este hidróxido en particular para depositar de nuevo a o para establecerse, que puede ser debido a que es muy baja solubilidad del producto de solubilidad constante. Por lo tanto, este thingif en particular es que consideramos que es puro y sólido. Por lo tanto, puedo considerar la actividad como un andif que consideramos que es un agua pura que viene actividad un metal por supuesto, es pura anactivity uno. Por lo tanto, entonces esta ecuación podemos escribir en termsof E 0 más RT 2F ln actividad de H plus podemos escribir. Así, podemos expresar esta reacción a través de esta ecuación de Nernst. Por lo tanto, usted ve que es función de potencial en el mismo tiempo que es una función de H más el ion presenta o función de P H. Por lo tanto, esta reacción es la categoría tipo-3. Ahora tenemos una reacción más que es alsopossible donde digamos que esto es 1, esto es 2, esto es 3, ahora tenemos uno más, wichis M 2 plus plus 2 H 2 O puede ir a M OH entero 2 más 2 H plus. Por lo tanto, esta reacción wecan también tiene, donde se ve que no implica ningún electrón. Por lo tanto, si no hay participación de electrones, no podemos expresar el equilibrio para esta reacción en particular en términos de potencial que no podemos expresar, pero esta es la reacción química. Por lo tanto, esta reacción química puede expresarse en términos de equilibrio constante que no es nada, sino actividad del producto. Por lo tanto, las actividades M OH entero 2 H más la actividad cuadrada de M 2 más una actividad de H 2 O cuadrado. Por lo tanto, si vemos esta reacción, esta reacción. Por lo tanto, si consideramos la reacción hacia adelante. Por lo tanto, puedo expresar K para ser así, ya sea para atrás o para atrás, no importa porque es una constante de equilibrio, así que puedo escribir esto. Ahora una vez que escribimos esto entonces también podemos simplificar esta ecuación, esta ecuación puede ser escrito log K igual a como hemos mencionado M OH se acomoda. Por lo tanto, es un sólido y demasiado puro. Así, M OH entero 2 podemos considerar 1, a H 2 O aún podemos considerar 1 becauseit es un agua pura, entonces va a la ecuación boils para registrar actividad de H plus, actividad de M 2 más esto. Por lo tanto, puedo escribir si converso actividad intoconcentration asumiendo que es mantener la solución ideal. Por lo tanto, en caso de que la actividad de soluciónes ideal se convierte en concentración así que, ese caso puedo escribir log 2 menos log 2 plus. Ahora wesee que en esta ecuación final se convierte en puedo ponerlo como P H porque esto no es nada, sino menos de P H con un 2 signo porque 2 vendría aquí menos registro de M más 2 más concentración.Así que, esta es una ecuación que puede decidir la estabilidad de M 2 más y la estabilidad de M OHwhole 2. Pero esta reacción en particular no contiene potencial. Por lo tanto, el potencial no puede decidir esta reacción en particular, el potencial me cannottell la estabilidad de esta reacción en particular, porque no implica ningún aceptance/electrón de electrones si el sistema no es también ah regalando electrones. Por lo tanto, no se están produciendo reacciones oranodicas catódicas en toda esta reacción. Por lo tanto, es P H depende de P H porque aquí tenemos P H, pero no es una función de potencial. Por lo tanto, esto es de tipo 4. Por lo tanto, esta ecuación se convierte en tipo-4. Por lo tanto, la ecuación tipo-4 puede ser expresada con esto. Ahora, cada vez que estamos teniendo estas ecuaciones, por ejemplo, ecuaciones como esta, ecuación como esta y por último, estamos hirviendo con 2 estamos llegando a estas ecuaciones particulares o ecuaciones como esta, estas ecuaciones nos movemos para trazar el diagrama Pourbaix y también nos permiten averiguar la estabilidad de M 2plus M o M hidróxido porque aquí sólo estamos considerando el hidróxido que también podemos haveset de las reacciones que involucran óxidos también óxidos de metal. Ahora, como te dije que la primera era esta muchas especies se consideran depende de la posibilidad de la formación de esta especie o esta especie y la posibilidad de havingdisolver oxígeno o desaireado y luego la segunda parte fue que podemos tener 4 tipos de reacciones, pero principalmente estamos considerando el tipo-3 a tipo-4. Por lo tanto, estas reacciones que estamos considerandoque ocurren en el sistema acuoso y que conducirían al tramado de e versus P H y que también eso nos daría el diagrama Pourbaix. Ahora, curiosamente, el diagrama de Pourbaix no estará completo, si no consideramos 4 reacciones que involucran sólo oxígeno, disuelven oxígeno por supuesto, hidrógeno, ión hidrógeno y otras 2 especies que son O H menos y H 2 O.Así, ahora, podemos tener 4 reacciones más que involucran H más, O H menos, O 2, H 2 O, H 2. Por lo tanto, esta 5 especies pueden tener las siguientes reacciones: 1. H más 2 e igual a H 2, 2. O 2 plus4 H más 4 e igual a 2 H 2 O, 3. O 2 más 2 H 2 O más 4 e igual 4 OH menos y 4. H 2 O más 2 e igual a H 2 más 2 H menos. Ahora ves las 4 reacciones que hemos analizado antes de que estas 2 reacciones sean posibles en P H menos de 7; es decir, mediúmmedias ácidas y estas 2 reacciones son posibles cuando P H es mayor que igual a 7 neutro o basico. Ahora todas las 4 reacciones que ves que los electrónicos están involucrados y las 4 reacciones que tenemos H más presencia de iones en este 2 casos y presencia de OH minusión. Ahora si tenemos H más o OH menos podemos expresar la ecuación de Nernst interms de potencial, así como P H. Así que, ahora, las 4 reacciones son función de la función potencial de P H. Por lo tanto, en estos 2 casos es una función de P OH que puede ser writenen la forma de P H ahora este cálculo lo hemos hecho antes de volver y ver algunas de las conferencias anteriores usted verá que todas las 4 reacciones que hemos intentado terminar el potencial de reducción como una función del potencial de reducción estándar y el PH de la solución y también tenemos tratar de trazar esas reacciones como una función de P Hwe si usted va de vuelta usted puede tener un vistazo de nuevo .Así, pero esta 4 reacciones también R función de potencial y función de H así; eso significa, lógicamente tenemos 2 tipos de reacciones que implican 3 tipos, uno de los cuales puede ser potencial; esto significa, 3 tipo, tipo 1, sólo potencial dependiente, pero P H independiente, segundo tipo dependiente potencial y P H dependiente y tercer tipopotencial independiente y P H dependiente. Por lo tanto, este 3 nos permitiría encontrar un Pourbaixdiagram. Ahora además de eso podemos tener la condición de tercer criterio. Por lo tanto, estos diagramas Pourbaixis son básicamente un diagrama de estabilidad termodinámica, no implica ninguna cinética. Ahora bien, a partir de este diagrama no nos vamos a ablandar decir a qué ritmo si hay alguna corrosión de un metal en el medio acuoso, qué es lo que está yendo no podemos decir de este diagrama Pourbaix, porque es un diagrama de termodinámica por qué. Con el fin de encontrar un diagrama Pourbaix tenemos que encontrar las ecuaciones de lo que hemos mostrado. Por lo tanto, esta ecuación como ah ah este uno o este uno o este y luego finalmente, por supuesto, esta ecuación y las ecuaciones relacionadas con las 4 reacciones que involucran hidrógeno y oxígeno, agua, hidróxido e hidrogenotenemos que obtener la información sobre el potencial químico estándar. Y cada vez que hablamos aboutstandard potencial químico de una especie que indica que allí en su actividad-1y siempre que hablamos de actividad-1 suponemos que son estado puro. Por lo tanto, ya que hemos entendido que ah cuáles son las especies que son posibles en la combinaciónpor supuesto, tenemos potencial químico de metal, potencial químico de ion metal, potencial químico de oxígeno, potencial químico de hidrógeno, potencial químico de hidróxido de metal, potencial químico de óxido de metal, H 2 O OH menos estamos perdiendo cualquier cosa. Por lo tanto, metalmetal, oxígeno de iones, hidrógeno más, hidróxido de metal, óxido de metal, H 2 O, OH menos y por supuesto, H 2. Tenemos que hacer uso de los potenciales químicos estándar de todas las especies en un conjunto de acciones, particular conjunto de reacciones que tenemos que considerar esos potenciales.Ahora, ¿cómo lo conseguimos por ejemplo, K si considero que la actividad de esta ah equilibrio es nada, pero delta G 0 con el signo negativo aquí. Ahora el delta G 0 podemos escribir como lo hemos hecho antes de la sumatoria del potencial químico del potencial químico estándar del producto menos la sumatoria del potencial químico del reactivo. Así, esto nos dará un cambio de energía libre de que podemos calcular la actividad ah esta constante de equilibrio. Y de manera similar tenemos otra reacción nFE 0 igual a delta G 0 que es similar a esto, podemos tener producto menos suma de producto de ah este potencial químico potencial químico potencial de todas las especies de la ah que están involucrados en la reacción y la suma de la cantidad de potencial químico químico estándar de um reactancia en esa reacción en particular. Por ejemplo M 2 más ne igual a M, aquí tenemos esta especie química esta especie y por supuesto, ah lo siento aquí estamos considerando 2; eso significa, en lugar de n podemos poner 2. Por lo tanto, esto es que tenemos que considerar el potencial químico de 2 más tenemos que considerar el potencial químico de M y, por supuesto, podemos considerar el potencial químico de electrón también que el potencial químico se utilizará en 2F. Por lo tanto, usted tiene una relación para esto que no estamos obteniendo el detalle de esa relación, pero este contribuye a este 2F delta G 0 comesdel potencial químico de M menos potencial químico de M 2 más. Por lo tanto, se trata de delta G0 menos 2 FE0. Por lo tanto, este 2F está relacionado con este 2 de electrónica y por supuesto, ah, que también está relacionado con el potencial químico del electrón, ya que nos ayuda que no vamos a detallar nada ah, la derivación de esta elección en particular para la relación de reacción del potencial químico de todas las especies que involucran a los electrones también, pero para nuestra comprensión podemos ver que este electrón está contribuyendo esta parte y este es descubierto de esta relación y esto viene de esto.Así, vemos que estos son todos los datos termodinámicos estos son todos los datos termodinámicos y estos datos termodinámicos serán utilizados para descubrir la reacción La constante de equilibrio o el potencial químico o el potencial de reducción estándar de ah y esta constante de equilibrio se utilizará para el tipo de ah tipo-4 de esta reacción en particular. Y en este caso K igual a deltaG 0 RT y en este caso E 0 igual a delta G 0 nF menos. Por lo tanto, tenemos la aplicación del delta G 0 o la aplicación del potencial químico estándar de la especie. Además de eso, tenemos que calcular esta ah esto K o E 0 de los datos de potencial químico estándar, pero a veces hacemos experiencia en la actividad iónica para no ser uno. Por lo tanto, tenemos que hacer uso de la ecuación de Nernst, donde también tenemos la contribución de los metales. Entonces, entonces, finalmente, construiremos el diagrama Pourbaix. Por lo tanto, estos son la consideración básica en la que este diagrama será mejor.Así que, en nuestra próxima conferencia, trataremos de encontrar un ejemplo en el sistema de NickelH 2 O sistema de Nickel 2 O vamos a tratar de ver el diagrama Pourbaix y vamos a empezar desde el potencial químico de diferentes especies y vamos a terminar consiguiendo el diagrama y luego vamos a ver que sí en esta posición si soy entonces voy a conseguir el metal que queda como metal en esta posición si voy a conseguir la formación de iones de metal o la corrosión o en ciertas regiones que usted tiene hidróxido de metal que se asentará. Por lo tanto, consideramos que es una zona.Así que, vamos a detenernos aquí, continuaremos nuestra discusión en nuestra próxima conferencia mientras que iniciaremos con el cálculo del diagrama Pourbaix en el caso del sistema Nickel H 2 O. Gracias